【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境治理，具体涉及铈掺杂表面改性活性炭的制备及其在吸附全氟化合物中的应用。
技术介绍
1、随着工业化和城市化进程的推进，环境问题日益严峻，各种新检出的难降解微量污染物更是层出不穷，给我们治理环境污染带来了新的压力，全氟化合物正是其中的典型代表。全氟化合物，是指化合物中与碳原子相连的氢原子全部被氟原子所取代的一类有机化合物，因具有极强的热稳定性、化学稳定性和表面活性而被广泛应用于不粘产品、泡沫灭火剂和电子制造等领域。其中，产量最大、应用最广的当属全氟辛烷磺酸(pfos)和全氟辛酸(pfoa)。由于c-f长链的高度稳定性使得这一类化合物难以被自然降解，从而易对环境造成持续影响。作为其中的典型代表，全氟辛酸(pfoa)因其持久性和高毒性而备受社会关注，已被定义为新型持久性有机污染物(pops)，并被列入斯德哥尔摩公约优控名单。但由于过去几十年的大量应用，pfoa已广泛存在于多种环境介质中，这使得治理pfoa成了一个环境给予我们的巨大挑战。与此同时，pfoa可通过食物链进入人类血液，从而对人体生长发育产生不良影响，这一点也使得治理pfoa不可忽视且迫在眉睫。因此，研究pfoa的去除技术已然成了环境领域难以绕开的热点问题。
2、目前虽然已有较多处理技术被用于去除pfoa，包括生物处理技术、高级氧化技术和热降解技术。然而，生物处理技术和高级氧化技术在处理pfoa过程中会产生大量的高毒性中间产物，造成二次污染；热降解技术则能耗高、操作复杂、反应条件苛刻。正是这些局限性阻碍了这些新技术的大规模应用。而吸附法由于具有成本
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术通过铈掺杂表面改性活性炭，从而增大了ac材料与污染物的接触面积，提升了材料的吸附性能和吸附效率，从而使其能够高效去除水中的全氟化合物。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、将铈盐和柠檬酸溶解在水中形成透明溶液，再加入naoh和活性炭，并进行水热反应；
5、s2、反应后冷却至室温，并收集反应后的固体，经洗涤和干燥后转移至惰性气体氛围下进行煅烧处理，即得到成品。
6、该材料的合成工艺简便，步骤少且易于操作，制备成本较低，使得生产过程经济高效。制备条件要求低，无需高精度的设备或极端的操作条件，有利于大规模生产。
7、优选地，所述铈盐、柠檬酸、naoh、活性炭的质量比为140-160：20-30：13-19：900-1100。
8、优选地，所述水热反应的温度为150-250℃，时间为20-30h。
9、优选地，所述铈盐包括氯化铈、硝酸铈、硫酸铈。
10、优选地，煅烧的温度为500-900℃，时间为1-3h，升温速率为8-12℃/min。
11、本专利技术第二方面提供了采用第一方面所述的制备方法制得的铈掺杂表面改性活性炭。
12、本专利技术第三方面提供了第二方面所述的铈掺杂表面改性活性炭在吸附全氟化合物中的应用。
13、采用本专利技术方法合成的改性活性炭具有高效的吸附性能，能够高效去除水中的全氟化合物，特别适用于处理多类型、高浓度的废水。同时，可以有效防止二次污染，在处理过程中，污染物被有效富集在材料表面，有助于后续的进一步处理，减少二次污染的风险。此外，该吸附剂可以重复使用，再生方便，无需复杂的再生过程，这降低了维护成本和操作复杂度，适合长期应用。
14、优选地，所述全氟化合物为全氟辛酸(pfoa)。
15、优选地，具体应用方法为：将权利要求6所述的铈掺杂表面改性活性炭投入含全氟化合物的水体中，吸附30min以上。
16、更优选地，铈掺杂表面改性活性炭的投入量为5-10mg/100ml。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、本专利技术公开了一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，将铈盐和柠檬酸溶于水形成透明溶液后，再加入naoh和活性炭，然后依次经水热反应和煅烧处理即得。采用本专利技术方法合成的改性活性炭具有高效的吸附性能，比表面积显著提高，从而增大了ac材料与污染物的接触面积，并大幅度提升了材料的吸附性能和吸附效率，使其能够高效去除水中的全氟化合物，特别适用于处理多类型、高浓度的废水。总体而言，本专利技术具有以下优势：
19、(1)比表面积显著增大：相较于传统的活性炭吸附剂，本专利技术的铈掺杂活性炭吸附剂通过优化的制备工艺和铈的掺杂，显著增加了材料的比表面积。这一特性使得更多的污染物能够被有效地接触和吸附，提高了整体的处理能力和效率。
20、(2)吸附活性位点增多：铈掺杂改善了活性炭的微观结构，增加了吸附活性位点。这种结构上的改进不仅提升了对目标污染物的吸附能力，还增强了吸附剂的选择性，使其能够更高效地去除废水中的不同类型污染物。
21、(3)吸附性能及速率提高：得益于比表面积和活性位点的提升，本专利技术的吸附剂在废水处理过程中表现出优异的吸附性能和更快的处理速率。相比于现有的活性炭吸附剂，本专利技术能够在更短的时间内达到更高的去除效率，显著提升了废水处理的速率和效果。
22、(4)材料稳定性显著提升：铈掺杂活性炭在使用过程中展现出优良的化学和物理稳定性，能够在长时间的操作中保持高效的吸附性能。与现有的活性炭吸附剂相比，本专利技术的吸附剂在处理过程中不易发生性能衰退，减少了更换频率和维护成本。
23、(5)广泛适用性：本专利技术的铈掺杂活性炭吸附剂能够有效处理多类型、多浓度的废水，尤其是在处理含全氟化合物废水时，显示出更为卓越的性能。这种广泛适用性使得该吸附剂能够满足不同工业和环境领域的废水处理需求，具有更广泛的应用潜力。
24、(6)低成本和制备工艺简单：本专利技术的铈掺杂活性炭吸附剂的制备成本低，制备过程简单且对条件的要求较低。这一优势使得该吸附剂具有更高的经济性和生产可行性，相比于现有活性炭吸附剂复杂和高成本的制备工艺，具有显著的成本效益。
25、综上，采用本专利技术方法制得的新型铈掺杂活性炭吸附剂在比表面积、吸附活性位点、吸附性能、材料稳定性、处理广泛性、反应条件、环保性和制备成本等方面均表现出显著的优越性，使其能够满足废水处理领域对高效、经济和环保的多重需求。
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1.一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述铈盐、柠檬酸、NaOH、活性炭的质量比为140-160：20-30：13-19：900-1100。
3.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为150-250℃，时间为20-30h。
4.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述铈盐包括氯化铈、硝酸铈、硫酸铈。
5.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，煅烧的温度为500-900℃，时间为1-3h，升温速率为8-12℃/min。
6.采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的铈掺杂表面改性活性炭。
7.权利要求6所述的铈掺杂表面改性活性炭在吸附全氟化合物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述全氟化合物为全氟辛酸(PFOA)。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，铈掺杂表面改性活性炭的投入量为5-10mg/100mL。
...【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述铈盐、柠檬酸、naoh、活性炭的质量比为140-160：20-30：13-19：900-1100。
3.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为150-250℃，时间为20-30h。
4.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述铈盐包括氯化铈、硝酸铈、硫酸铈。
5.根据权利要求1所述的一种铈掺杂表面改性活性炭的制备方法，其特征在于，...
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